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1、用心 爱心 专心 12011 届高考物理二轮复习 原子物理 专题预测 3一、选择题（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得 4 分，选对但不全的得2 分，有选错或不答的得 0 分）1.如图所示中 P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c 三束，以下判断正确的是( )A.a 为 射线，b 为 射线B.a 为 射线，b 为 射线C.b 为 射线，c 为 射线D.b 为 射线，c 为 射线2.如图所示，a 为未知的天然放射源，b 为一张黑纸，c 为水平放置的平行金属板
2、，板间有竖直方向较强的匀强电场，d 为荧光屏，e 为固定不动的显微镜筒，整个装置放在真空中实验时，如果将电场 E 撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，如果将黑纸 b 移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁的亮点数大为增加.由此可判定放射源 a 发出的射线为()用心 爱心 专心 2冲而间接证明中微子的存在的.下面关于一个静止的原子核发生“轨道电子俘获” ，衰变为子核并放出中微子的说法正确的是()A.母核的质量数等于子核的质量数B.母核的电荷数大于子核的电荷数C.子核的动量大于等于中微子的动量大小D.子核的动能大于中微子的动能解析：本题以“轨道电子俘获”为背景进行命题，考查了
3、原子物理知识.该过程的核反应方程式为 m0n1nAeB+(中微子） ，因此根据核反应中质量数和电荷数守恒可以判断 A、B 正确.在俘获过程中系统的动量守恒，故 C 正确.根据 Ek=2pm和题中中微子的质量很小的信息可以知道 D 错误.答案：ABC4.5927Co俘获中子后变成放射性同位素 6027o， 放射 射线变成镍 6028Ni同位素，这种新形成的镍的同位素处于激发态，它要过渡到稳定态将要发生下列哪种射线()A. 射线 B. 射线C. 射线 D.+射线解析：原子由激发态向稳定态过渡时放出 射线.答案：C5.利用氢气光谱管可以产生氢的原子光谱，这些谱线的产生是由于()A.大量氢原子从较高激
4、发态向较低激发态或基态跃迁，从而吸收不同频率的光子B.大量氢原子从较高激发态向较低激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子用心 爱心 专心 3C.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而辐射不同频率的光子D.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子解析：光谱管产生氢的原子光谱时是向外辐射光子，所以是由激发态向基态跃迁.答案：B7.可见光光子的能量在 1.61 eV3.10 eV 范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为 n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图（下图） ，可判断 n 为()A.1 B.2 C.3 D.4解析：由能级公式可得释放的光子能量
5、 E=E m-En,而 E 21=E2-E1=10.2 eV，远大于可见光光子的能量，要使 1.61 eVE3.10 eV,电子只能从较高能级跃迁到第 2 能级，即n=2,B 正确.答案：D8.根据 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，右图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个 粒子的运动轨迹，在 粒子从 a 运动到 b，再运动到 c 的过程中，下列说法中正确的是()用心 爱心 专心 4A.动能先增大，后减小B.电势能先减小，后增大C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零D.加速度先变小，后变大解析： 粒子从 a 点经 b 点到达等势点 c 的过程中电场力先做负功，后做正
6、功， 粒子的电势能先增加，后减小，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零.故 C 项正确.答案：C答案：BD10.原子核自发地放出电子的现象称为 衰变.开始时科学家曾认为 衰变中只放出电子，即 粒子，后来发现这个过程中，除了放出电子以外，还放出一种叫“反中微子”的粒子，反中微子不带电，与其他物质的相互作用极弱.下列关于 衰变的说法中正确的是( )用心 爱心 专心 5A.原子核发生 衰变说明原子核内含有电子B.发生 衰变的原子核的核子数不变但电荷数增加C.原子核发生 衰变时放出的能量大于 粒子与衰变后的核的动能之和D.静止的原子核发生 衰变时， 粒子与衰变后的核的动能方向一定相反解析： 衰变并不
7、是因原子核中含有电子，而是原子核中的一个中子转化为质子而产生的电子，A 错误，B 正确； 衰变放出电子，还有反中微子，所以 C 正确，D 错误.答案：BC二、非选择题（本题共 6 小题，共 60 分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）.11.(6 分）假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是 2.013 6 u,中子的质量是 1.008 7 u，氦核的同位素的质量是 3.015 0 u，则聚变的核反应方程式是_,在聚变反应中释放的能量是_ MeV.(保留两
8、位有效数字）解析：核反应方程式为 231120Hen核反应过程中的质量亏损m=2m H-(mHe+mn)=22.0136u-(3.0150u+1.0087u)=3.510-3u所以氘核释放的核能E=3.510 -3931.5 MeV=3.26 MeV.解析：（1）该电场是由氢原子核产生的，由点电荷场强公式：E= 21ker=5.131011N/C.(2)由库仑力提供向心力 k 2er= mv，得用心 爱心 专心 6v=2ek mr=1.1106 m/s,T= 2rv =1.2110-15s.（3）E k2=12mev2=5.4510-19 Jp2=mev=1.010-24 kgm/s.答案：(
9、1) 71342He.Li (2)见解析14.(10 分）太阳内部进行着剧烈的氢核聚变反应.氦核是由 4 个质子生成，同时有正电子放电，正电子又会和负电子湮灭成为一对光子，在这一系列核反应过程中放出4.510-12J 能量.已知现在太阳每秒辐射 5.01026 J 能量.(1)写出上述两个核反应方程.(2)计算出太阳每秒产生的氦核数目及每年减少的质量（保留 2 位有效数字）.解析：(1) 24011He. 012ev(2)太阳内每形成一个氦核就要放出 4.510-12J 的能量，而太阳每秒发射 5.01026J能量，所以每秒形成的氦核数目为：n=2615.0J4=1.11038个.用心 爱心
10、专心 7一年太阳释放的总能量为:E=51026365243 600 J=1.581034 J太阳每年减少的质量为：m= 2Ec 1.71017 kg.根据轨道半径公式 r= mvqB可知，在同一磁场中 r mvq，所以 rx：r =xmv:q又由于在衰变过程中遵循动量守恒定律，即mxvx=m v 解和式，得 qx：q =r ：r xq x=(r ：r x)q =88e代入式得：q=90e,即 Z=90.（2）由于轨道半径与粒子带电量（在本题中）成反比，所以圆轨道 1 是 粒子的径迹，圆轨道 2 是残核的径迹.两者电性相同，运动方向相反.答案：(1)90(2)圆轨道 1用心 爱心 专心 816.
11、（14 分）静止在匀强磁场中的 63Li核俘获一个速度为 v0=7.7104 m/s 的中子而发生核反应： 6134302nHeLi.若已知 42e的速度为 v2=2.0104m/s，其方向跟中子反应前的速度方向相同，如图所示.试求：（1） 3H的速度大小和方向；（2）画出两粒子的运动轨迹及运动方向，并计算出轨迹半径之比.(3)当 4e旋转 3 周时，粒子 31H旋转几周？解析：（1）63Li核俘获 0n的过程，系统动量守恒，则 mnv0=mHv1+mHev2，即 v1=n0He2mv，代入数据 mn=1 u,mHe=4 u，m H=3 u,得 v1=-1.0103m/s,负号表示跟 v0的方向相反.(2)如下图所示， 31和 42e在磁场中半径之比为H12eHermvBq340用心 爱心 专心 9
